一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法及系统与流程

本发明涉及数字孪生，尤其涉及一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法及系统。

背景技术：

1、在现代工业与城市基础设施中，管道系统作为传输能源和水资源的关键组成部分，其运行的安全性和稳定性至关重要。然而，随着时间推移和环境因素影响，管道可能出现腐蚀、磨损或因外力冲击而发生泄漏，不仅造成资源浪费，还可能引发严重的安全与环境事故。尤其是不规则管道，由于其结构复杂、安装环境多样，在泄漏点检测时往往需要根据泄漏位置提示进行人工巡检但在面对大范围、复杂结构的管道网时，效率低下且准确度受限。因此，发展新技术以应对这一挑战成为必然趋势。

2、近年来，随着增强现实技术的迅速发展，其在工业检测与维护领域的应用展现出巨大潜力。增强现实技术能够将虚拟信息实时叠加在现实环境中，实现虚拟与现实的无缝融合，为用户提供直观、交互式的操作界面。将增强现实技术应用于管道泄漏检测，能够帮助检测人员直观地识别复杂结构，快速定位潜在的泄漏源。

3、基于上述背景，一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法及系统应运而生。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法及系统，该方法及系统用以在复杂环境下实现对管道系统的全面监控与维护，旨在通过集成高精度传感器、图像识别、数据分析以及先进的可视化技术，为检测人员提供即时、准确的泄漏信息，从而缩短检测周期，减少资源消耗，并有效防止潜在的安全隐患。

2、第一方面，本发明提供一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法，包括以下步骤：

3、步骤1：映射管道实景构图；

4、步骤2：将整个管道拐角部分的角点位置信息进行标注；

5、步骤3：实时监测，捕获泄漏点信号及泄漏点长度信息；

6、步骤4：基于获取的泄漏点长度信息，锁定泄漏点位置坐标，具体包括：

7、步骤4.1：基于步骤2标注的管道的角点位置信息，求出管道的直管段数及每段直管的长度；

8、步骤4.2：基于步骤3获取的泄漏点长度信息及步骤4.1得到的每段直管的长度，确定泄漏点所处的直管区间并标记该直管为泄漏管段；

9、步骤4.3：分别获取泄漏管段的起始点长度信息和结束点长度信息；

10、步骤4.4：基于泄漏点长度信息、泄漏管段的起始点位置坐标和结束点位置坐标，以及泄漏管段的起始点长度信息和结束点长度信息，确定泄漏点位置。

11、进一步地，所述步骤1中的管道，是由n段直管构成且具有n-1个拐角部分的复杂管道。

12、进一步地，所述步骤3中的泄漏点长度信息，是指所述泄漏点相对于整个管道的起始零点之间的长度距离。

13、进一步地，所述步骤4.1具体方法如下：

14、获取并遍历所述步骤2标注的所有角点位置信息，通过计算相邻角点之间的距离，得到构成整个管道的直管段数n以及每段直管的长度d，公式为：

15、

16、其中，d代表两相邻角点之间距离，也即两相邻角点之间的直管长度，(x1,y1,z1)是直管的起始点位置坐标，(x2,y2,z2)是直管的结束点位置坐标。

17、进一步地，所述步骤4.2的具体做法为：

18、将步骤4.1求出的n个直管的长度d按照管道连接顺序逐段依次相加，将所得的和与所述泄漏点长度信息进行比较，以确定该泄漏点位于整个管道的哪一段直管区间内，标记该直管为泄漏管段。

19、进一步地，所述步骤4.4中，基于泄漏点长度信息、泄漏管段的起始点位置坐标和结束点位置坐标，以及泄漏管段的起始点长度信息和结束点长度信息，通过以下公式计算得到泄漏点的位置信息：

20、posc=((t-a)(posb-posa))/(b-a)+posa；

21、其中，posc为泄漏点的位置信息，t为泄漏点长度信息，a和b分别为泄漏管段的起始点长度信息和结束点长度信息，posa和posb分别为泄漏管段的起始点位置坐标和结束点位置坐标。

22、进一步地，在步骤4锁定泄漏点位置坐标之后，还可以包括：

23、步骤5：分级预警；

24、根据泄露位置进行潜在影响判断，自动划分泄漏等级，触发分级报警进行应急提醒。

25、进一步地，在步骤5分级预警之后，还可以包括：

26、步骤6：导航指引精准维护；

27、依托增强现实技术提供的直观导航与互动指南，维修人员能够迅速抵达泄漏点，依据系统推荐的最佳修复方案高效作业，确保管道系统迅速恢复安全运行状态。

28、第二方面，本发明提供一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位系统，包括以下功能模块：

29、映射模块，用以映射管道实景构图；

30、角点标注模块，用以将将整个管道拐角部分的角点位置信息进行标注；

31、监测模块，用以实时监测，捕获泄漏点信号及泄漏点长度信息；

32、泄漏点定位模块，用以基于获取的泄漏点长度信息，锁定泄漏点位置坐标；具体包括以下子模块：

33、直管长度计算子模块，用以基于标注的管道的角点位置信息，求出管道的直管段数及每段直管的长度；

34、漏点区段确定子模块，用以基于泄漏点长度信息及每段直管的长度，确定泄漏点所处的直管区间并标记该直管为泄漏管段；

35、泄漏管段长度获取子模块，用以分别获取泄漏管段的起始点长度信息和结束点长度信息；

36、漏点位置计算子模块，用以基于泄漏点长度信息、泄漏管段的起始点位置坐标和结束点位置坐标，以及泄漏管段的起始点长度信息和结束点长度信息，确定泄漏点位置。

37、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

38、1、增强现实技术能够将虚拟信息直接叠加在操作员的视野中，使得检测人员能够直观地看到管道系统的实际布局以及潜在的泄漏点位置。这大大提高了检测的直观性和实时反馈能力，使操作员能够迅速理解现场状况并作出响应。

39、2、增强现实技术允许远程监控和分析，减少了检测人员进入危险或难以到达区域的需要，从而提高了安全性。例如，操作员可以在安全位置通过增强现实头戴设备查看和指导维修作业，避免直接接触潜在的有害物质或环境。

40、3、对于操作人员而言，增强现实技术提供了全新的工作体验，使得复杂的检测任务变得更为有趣和富有挑战性，有助于提高工作满意度和团队协作。

技术特征：

1.一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法，其特征在于，所述步骤1中的管道，是由n段直管构成且具有n-1个拐角部分的复杂管道。

3.如权利要求1所述的一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法，其特征在于，所述步骤3中的泄漏点长度信息，是指所述泄漏点相对于整个管道的起始零点之间的长度距离。

4.如权利要求1所述的一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法，其特征在于，所述步骤4.1具体方法如下：

5.如权利要求4所述的一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法，其特征在于，所述步骤4.2的具体做法为：

6.如权利要求5所述的一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法，其特征在于，所述步骤4.4中，基于泄漏点长度信息、泄漏管段的起始点位置坐标和结束点位置坐标，以及泄漏管段的起始点长度信息和结束点长度信息通过以下公式计算得到泄漏点的位置信息：

7.如权利要求1所述的一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法，其特征在于，在步骤4锁定泄漏点位置坐标之后，还包括：

8.如权利要求7所述的一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法，其特征在于，在步骤5分级预警之后，还包括：

9.一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位系统，用以实施权利要求1-8任一项权利要求所述的方法，其特征在于，包括以下功能模块：

技术总结本发明涉及一种基于增强现实的复杂管道漏点检测定位方法及系统，属于数字孪生技术领域，所述方法包括以下步骤：步骤1：映射管道实景构图；步骤2：将整个管道拐角部分的角点位置信息进行标注；步骤3：实时监测，捕获泄漏点信号及泄漏点长度信息；步骤4：基于泄漏点长度信息、泄漏管段的起始点位置坐标和结束点位置坐标，以及泄漏管段的起始点长度信息和结束点长度信息，确定泄漏点位置。本发明通过集成高精度传感器、图像识别、数据分析以及先进的可视化技术，为检测人员提供即时、准确的泄漏信息，从而缩短检测周期，减少资源消耗，并有效防止潜在的安全隐患，不仅能够显著提升检测效率，还能在复杂环境下实现对管道系统的全面监控与维护。技术研发人员：王涛,柳紫涵,张伟顺,陈璞,孙宏伟,付奇受保护的技术使用者：山东捷瑞数字科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23